Научные основы порошковой металлургии и металлургии волокна - Бальшин М.Ю.
Скачать (прямая ссылка):
Для малых значений О действительно уравнение прессования (V, 25); р/(Pk)0= (02AO/tfo)/(l-2vK /а). Так
как в этой стадии (1—Vа) близко к ^™?.™,?0" жно откинуть это выражение и тогда p/Рк«* А0///0-Применив формулу (VII, 18), получим для кинетики спекания под давлением:
///. = ( 02АО/Я0)«;
ШІЬаі + dftjAUt - lint, <VII»25'
где n ~ 2.
Пои 0->0о, AO-vO, а-^0, dblb&dt -* со. qПоэтому при малыТзна^ениях^величина d№*dt>W/*dt и
. , , (VII,26)
dO/d/ = AOM v '
В этой стадии величина крнтячеа^четия «растет главным образом за счет аея. В этом случае Д*paw с значением а-РиШ'о, т.е. увеличивается с величиной ' 261
Таблица 71
Расчет спекания под давлением порошковой меди
с с * Cr к t? Г, °С Вибрация t. мин 1Ш& Gdt %/мин 100 Mt ' %/мин W/#dt)t W/*dt)a,
1 Ia 2 2а 3 За 4 4а 8 8 8 8 8 8 2 2 900 900 900 900 800 800 800 800 Нет » Да Нет » » > 1 256 I 256 1 256 1 256 9,9 9,9 9.9 9,9 10 9,9 45 20 10,1 0,04 10,1 0,04 10 0,04 2,2 0,02 10,1 0,04 10,1 0,04 10 0,04 2,2 0,02 250 250 250 250 250 250 ПО ПО
постоянного давления рк и падением H0 (т. е, с увеличением температуры),
В дальнейшем с повышением значений f} скорость изменяется по формуле
d& Mt _ 1/(2 + и) nt, (VII.27)
где а=д/ДФ>1.
Снижение величины и с ростом & компенсируется ростом отброшенного нами множителя 1/(1—2vK Va). Поэтому в дальнейшем имеет место кинетика по формуле (VII, 24).
Обратная пропорциональность между скоростью усадки и временем спекания под давлением отмечена в работах [37—39]. Там же показано постоянство значений скорости усадки при t = const в некотором интервале температур и давлений.
В табл. 71 и 72 помещены данные по изотермическому спеканию (800 и 9000C) под постоянным давлением/? (8 и 3 кГ/см2) электролитического медного порошка (до=* =0,3). Для каждой навески приведены результаты только после 1-й и 256-й минуты спекания. Для двух случа^ ев — спекания под давлением 8 кГ/см* при 900° яi800j-приведены полные кривые после 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, Iго, 256 минут спекания. Как видно из рис. 43, кривые вполне удовлетворительно соответствовали степенному уравне*
262
нию (VII, 24): ///к«ф* при M^g9 и 10 ^1320 и 5100 мин. Одна из навесок ('-2 и 2а) одновременно со спеканием под давлением подвергалась вибрации с частотой 50 гц.
Из табл. 71 видно, что в соответствии с формулой (VII, 24) скорость уплотнения du/f)df«l /Mt При этом для всех случаев, кроме одного, скорость уплотнения после 1-й минуты спекания (UuIMt)1 была примерно в 256 раз больше скорости (df}/f}d/) 25в после 256-й минуты. Для меди № 4 и 4а (/7=2 кГ/см2, 8000C) уплотнение прошло (см. табл. 71, 72) только в очень коротком интервале (после 1-й минуты -0=0,372, после 256-й f}=0,468). Поэтому в соответствии с формулами (VII, 25) — (VII, 27)/n^const и (dmdt)i/(rff}/f}d/)25e=110, т. е. существенно меньше 256.
В табл. 72 рассчитано критическое сечение а = «{ИДО/Яо, величина а/(1—2vKV~a) (было принято_при 800—9000C значение vK=0,37), (p'K)Q - р#(1—2vK /сс)/а. Кроме того, было учтено и значение (рк)о с поправкой на капиллярное давление ркап—2 кГ/см2. Значение эффективного контактного напряжения при спекании под давлением с этой поправкой после первой минуты спекания равнялось 1,33 кГ/мм2 при 9000C (т.е. 29% от кратковременной твердости 4,6 кГ/мм2 компактного металла
Таблица 72
Расчет спекания под давлением (см. табл. 71) Ркап=2 кПсм*
а в
I
Ia 2
2а
3
За
4
4а
S
S
48,4 84,7 52,2 93,4 42,8 74,1 37,2 46,9
6,16 56,1
8,66 78,5
3,34 34,6
1.42
5,32
7,55 124 11,1 228 3,86 61,2 1,53 6,42
1,06
0,065
0,72
0,035
2,07
0,13
1,31
0,32
X о"
S I 8
Cl і
-I- >
u е?
cu
JL І
1,33
0,081
0,90
0,044
2,59
0,164
2,62
0,64
16,3 16,3 20,6 20,6 15,9 15,9 4,1 4,1
*
3
38
1326 1320 507 507 5100 5100
261
при этой температуре) и 2,59-2,62 кГ/мм* при 800° г (т. е. 36% от кратковременной твердости 7 2 кГ/ГІгГ При вибрации (позиция № 2) величина (»„)/ сничм? до 100.0,9/4,6 «20% от кратковременной твёрдости ^ ким образом чистое кратковременное контактное contm тивление (рк)о, по величине соответствует кратковоемрн ному пределу текучести (ат)К1 компактного металла"
П?Х* Р==8 КГЛМ* отношение (Рк)0і:(р„)ои. = 15,9^ 20,о, т. е. за 256 мин уменьшилось приблизительно в
V 256=16 раз. В соответствии с формулой (VII, 4) для модельного изменения единичного контакта (Pk)J(Pk)256= •» V (256+/о)/(1+*(>), т.е. уменьшение чистого контактного напряжения в 16 раз отвечает ^0=O— полному отсутствию быстрой пластической деформации.
Между тем для компактных металлов значение ^0= «=5-f-40 мин и за 256 мин горячая твердость поэтому обычно уменьшается только в 2,5—7 раз. Конечно, для дисперсных частиц удельная роль начальной пластической деформации и, следовательно, величина *0 снижается, но не до значения /о=0. Число контактов в сечении растет пропорционально Ф2, следовательно, при 8 кГ/ем2 оно увеличилось в #^/^«1,82, т.е. за 256 мин в 3 раза.
Фактически число «новорожденных» при изотермической выдержке контактов увеличилось не в 3, а в 4—6 раз в связи с разрывом части уже образовавшихся и вновь образующихся контактов. При процессах местного нагружения и разгружения местная быстрая пластическая деформация контактов имеет место не только на первой минуте, но и на всех 256 минутах положения нагрузки. Поэтому скорость течения материи при выдержке больше, чем для индивидуального контакта. Так, например, вибрация увеличивает скорость смещения —образования контактов. Из табл. 71 видно, что приложение вибрации, увеличив скорость спекания, сократило время tK полного спекания (см. ,Nb I1 2) с 1320 до 507 минут, т.е. р 2,6 раза.
